文/詹濤、周楊 中國(guó)建筑四局珠海公司遵義分公司 貴州遵義 563000

房建工程的信息化技術(shù)運(yùn)用發(fā)展淺析

文/詹濤、周楊 中國(guó)建筑四局珠海公司遵義分公司 貴州遵義 563000

從第一次工業(yè)革命認(rèn)識(shí)到機(jī)械化對(duì)于工作效率和成型結(jié)果的飛躍式提升，經(jīng)歷三次工業(yè)革命到如今----信息化的新世界。信息化的操作、機(jī)械化的推進(jìn)也滲透到了勞動(dòng)力集中型的建筑行業(yè)，隱約將對(duì)建筑行業(yè)的原本運(yùn)行方式產(chǎn)生大的變革。特別是對(duì)于房建工程，從地基的地形信息圖繪制，到主體結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)信息錄入及糾正，更有AR的立體三維圖形繪制和呈現(xiàn)，這些代表著未來(lái)科技感的信息化發(fā)展將全面加速，本文簡(jiǎn)單分析在房建工程中，現(xiàn)在和即將可能出現(xiàn)的信息化應(yīng)用發(fā)展，對(duì)促進(jìn)房建工程的發(fā)展提出自己的看法。

房建工程；信息化；新技術(shù)機(jī)械的應(yīng)用

1、引言

21世紀(jì)的新紀(jì)元，全面進(jìn)入信息化革命的高速階段，對(duì)各行業(yè)都充滿著顛覆性，對(duì)于房屋建筑工程亦不例外。目前房建工程依靠的還是勞動(dòng)力密集型和樣板呈現(xiàn)型，地形圖的繪制、主體結(jié)構(gòu)的花費(fèi)大量的時(shí)間，到后期裝修的修修改改，無(wú)法預(yù)見性的查看裝修成型效果等等一些常見問題，都制約著房屋建筑的高速推進(jìn)，以及容易出現(xiàn)質(zhì)量通病等小缺陷。

針對(duì)這類制約問題，每年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司都將組織發(fā)布“建筑業(yè)十項(xiàng)新技術(shù)”，其中最后一項(xiàng)便是信息化技術(shù)。

2、信息化在工程的運(yùn)用的現(xiàn)狀

2.1 地形圖繪制

地形圖是前期進(jìn)行工程方案設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)參考標(biāo)準(zhǔn)，為概算和投入預(yù)估提供重要的參考，特別是貴州等山地較多的區(qū)域，很多時(shí)候的房建工程都是開山越嶺，對(duì)山體進(jìn)行全面開挖，達(dá)到合適的高度和面積時(shí)才能進(jìn)行后續(xù)工序施工，而目前新型的全站儀可以完成工業(yè)目標(biāo)的高精度測(cè)量，GPS可以全天候、一天24小時(shí)精確定位全球任何位置的三維坐標(biāo)，但它們多用于稀疏目標(biāo)點(diǎn)的高精度測(cè)量。

面對(duì)貴州山區(qū)縱橫、野林遍布的情況，而目前主流應(yīng)用的兩種測(cè)量方式---全站儀和GPS，全站儀必須要求通視，視野光線條件受限很多。每次轉(zhuǎn)點(diǎn)都需要重新建站對(duì)后視，且轉(zhuǎn)點(diǎn)有累計(jì)誤差，作業(yè)效率不高。而GPS受衛(wèi)星信號(hào)影響很大，必須在相對(duì)空曠無(wú)遮擋的地域作業(yè)。均在面對(duì)貴州的地質(zhì)情況時(shí)，都將受大限制，情況嚴(yán)重時(shí)更無(wú)法完成測(cè)量任務(wù)。即使面對(duì)平原丘陵地區(qū)，也需耗費(fèi)大量人力和時(shí)間，才能取得該位置較為精確的數(shù)據(jù)。

2.2 裝飾的樣板、效果圖及3Dmax

“這是一個(gè)看臉的世界”對(duì)于這句頗有玩笑意味的話也精確的表現(xiàn)了房建工程中裝飾裝修的重要性。房建裝修不同于其他一次性成品的試驗(yàn)性，可以提前給客戶看到成品。目前的房建成品展示效果有兩類---樣板房和效果圖。

首先樣板房時(shí)針對(duì)于較大型的酒店、商住樓等高層建筑，投資較大，利潤(rùn)空間豐厚，能提取部分投資用于樣板房的搭建，樣板房是對(duì)外展示的窗口，供各方領(lǐng)導(dǎo)和各位業(yè)主進(jìn)行觀看的標(biāo)準(zhǔn)；也是施工方面進(jìn)行調(diào)整的參考，可以根據(jù)樣板房的觀察，調(diào)整其不滿意和不適合的地方，具有相對(duì)的直觀性和全面性。但同樣的就是造價(jià)高昂，僅對(duì)于大型工程適用，且樣板房后期的處理方式容易造成浪費(fèi)，無(wú)法全面推廣。

而效果圖則是一種妥協(xié)的解決方式，以skech up或者3Dmax等軟件進(jìn)行繪制立體三維圖，在電腦屏幕前呈現(xiàn)。目前優(yōu)秀的效果圖繪制設(shè)計(jì)師就可以完全還原房屋的整體效果，和光線、水面和各類反射效果，達(dá)到實(shí)景照片的效果。而且僅在電腦軟件中操作，對(duì)設(shè)計(jì)工程師有較高要求外，不需要花費(fèi)額外的物質(zhì)資源，成本降低，對(duì)于個(gè)人房屋的裝修是目前的最佳解決方案。但缺點(diǎn)便是無(wú)法感知空間，客戶無(wú)法對(duì)其房屋感受到三維的空間和對(duì)實(shí)體性修改的直接性，簡(jiǎn)單的說(shuō)便是無(wú)法體會(huì)沉浸式的裝修系統(tǒng)。

3、信息化的發(fā)展前景

針對(duì)上段中的兩個(gè)例子，便可以找到目前房建工程在信息化方面的應(yīng)用前景，下面便是針對(duì)以上兩個(gè)例子的簡(jiǎn)單分析

3.1 地形圖的掃描自動(dòng)繪制，無(wú)人機(jī)

三維激光掃描和三維圖形呈現(xiàn)，再加上如今商用無(wú)人機(jī)全面應(yīng)用，便是房建工程后對(duì)于地形圖繪制的新方向。

三維激光掃描便是對(duì)于測(cè)量準(zhǔn)確性和多地形的適用性的解決之道。三維激光掃描技術(shù)是通過高速激光掃描測(cè)量的方法，高分辨率地獲取被測(cè)對(duì)象表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以逐點(diǎn)掃描的方式，真實(shí)再現(xiàn)所測(cè)物體的三維立體景觀。在逐步數(shù)字信息化的今天，三維已經(jīng)逐漸的代替二維，因?yàn)槠渲庇^是二維無(wú)法表示的，三維激光掃描儀每次測(cè)量的數(shù)據(jù)不僅僅包含X,Y,Z點(diǎn)的信息，還包括R,G,B顏色信息，同時(shí)還有物體反色率的信息，這樣全面的信息能給人一種物體在電腦里真實(shí)再現(xiàn)的感覺，是一般測(cè)量手段無(wú)法做到的。

而無(wú)人機(jī)的推行便是針對(duì)測(cè)量便利性和惡劣地形的可行性。此處無(wú)人機(jī)并非指的式無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)，而是DJI等商業(yè)公司開發(fā)的商用、民用無(wú)人機(jī)。此類無(wú)人機(jī)機(jī)身小巧，重量較輕，攜帶方便，配有攝像頭，可懸掛載重。對(duì)于山地區(qū)域的測(cè)量，便是適用無(wú)人機(jī)配合三維激光掃描，并配合航拍，進(jìn)行全面直觀的地形圖繪制。無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)了電子化、信息化、智能化巡檢，提高了地形測(cè)量的工作效率、圖形的可靠率。而在高山野林等地形復(fù)雜的區(qū)域，絲毫不受地面狀況影響，既免去攀爬開路之苦，又能勘測(cè)到人眼的視覺死角，對(duì)于地形圖繪制很有幫助。

3.2 AR、MR技術(shù)應(yīng)用，混合現(xiàn)實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)效果

目前科技界最火爆的莫過于VR（Virtual Reality 虛擬現(xiàn)實(shí)），便是對(duì)于沉浸式體驗(yàn)的一次技術(shù)革新，而同樣的AR（Augmented Reality增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）以及MR（Mix reality混合現(xiàn)實(shí)）也開始進(jìn)入大眾視野。而AR和MR的技術(shù)便是對(duì)于裝修樣板房和效果圖的結(jié)合，解決直觀性和實(shí)用性難題的解決之道。

AR系統(tǒng)是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無(wú)縫”集成的新技術(shù)，是把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息(視覺信息,聲音,味道,觸覺等),通過電腦等科學(xué)技術(shù)，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，被人類感官所感知，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫面或空間同時(shí)存在。

因此可以看出它具有三個(gè)突出的特點(diǎn)：①真實(shí)世界和虛擬的信息集成；②具有實(shí)時(shí)交互性；③是在三維尺度空間中增添定位虛擬物體。而在房建工程中便能用于將規(guī)劃效果疊加真實(shí)場(chǎng)景中，以直接獲得規(guī)劃的效果。

4、信息化發(fā)展的阻礙與困難

信息化的發(fā)展前景很好，但真正落實(shí)到商業(yè)用途還存在著諸多困難。

4.1 科技轉(zhuǎn)化為商用的限制

目前AR和MR的技術(shù)并不成熟，僅微軟推出了hololens的開發(fā)者版本，并未能正式進(jìn)入市場(chǎng)，在進(jìn)行虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的圖像中，角度和可視范圍均有局限性，無(wú)法如同其宣傳片中的360°全景。而后設(shè)備的高昂費(fèi)用，還無(wú)法正式對(duì)大多數(shù)場(chǎng)景運(yùn)用，需要等待技術(shù)進(jìn)一步的更新與推進(jìn)。

還有一個(gè)就是技術(shù)本身的瓶頸。無(wú)人機(jī)要配合三維掃描，則必須附帶掃描儀器，對(duì)于無(wú)人機(jī)的載重量和穩(wěn)定性提出要求， 且掃描儀在進(jìn)行工作測(cè)量期間保持穩(wěn)定和可調(diào)節(jié)性，并且需要一定的飛行懸停時(shí)間來(lái)保證工作的不間斷。都將是后續(xù)需要解決的問題

4.2 專業(yè)性的提升，人員更新

新的技術(shù)，便會(huì)造成新的人員更替。在房建工程便會(huì)需要大量的專業(yè)性操作人員，對(duì)無(wú)人機(jī)的操作、AR的技術(shù)性運(yùn)用、三維掃描的繪制操控等都具有強(qiáng)烈的專業(yè)性，而在全新的技術(shù)面前，專業(yè)人才的積累必定是薄弱的，無(wú)法滿足整體行業(yè)性的全局追求。

總結(jié)：

隨著信息化建設(shè)的全面推進(jìn)和科技的高速發(fā)展，原有的效率底下的勞動(dòng)力密集型方式將會(huì)迎來(lái)一次大的變革，房建工程是關(guān)系著每個(gè)人的生活，信息化是不可避免的，且是前景光明的。本文僅從地形圖繪制和裝修呈現(xiàn)兩個(gè)小方面提出簡(jiǎn)單的分析，無(wú)論從便利性、實(shí)用性和全面性，新的信息化發(fā)展將有助于房建工程更好的開拓，我們都對(duì)未來(lái)的信息化充滿希望和憧憬。